Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Кремний кристаллический ГОСТ 2169-69 — технические характеристики и применение
Кремний ГОСТ 2169-69 — технический кремний, выпускаемый в виде кусков неправильной формы, получаемый восстановлением кварцитов в рудно-термических печах. Норматив регламентирует химический состав, гранулометрию и требования к упаковке продукта, предназначенного для металлургической и химической промышленности. Ключевое отличие материала по данному стандарту — нормированное содержание основного элемента (не менее 98,0 % в зависимости от марки) и жёсткие ограничения по примесям железа, алюминия и кальция.
Марки и химический состав
ГОСТ 2169-69 устанавливает несколько марок технического кремния, различающихся содержанием основного элемента и примесей. Маркировка отражает минимальную массовую долю кремния: Кр0 (99,0 %), Кр1 (98,5 %), Кр2 (98,0 %), Кр3 (97,0 %). Для каждой марки нормируются предельные содержания железа, алюминия, кальция, а также суммарное количество примесей.
- Кр0 — массовая доля кремния не менее 99,0 %, применяется в производстве высокочистых алюминиевых сплавов и кремнийорганических соединений;
- Кр1 — содержание кремния от 98,5 %, используется для раскисления сталей и легирования медных сплавов;
- Кр2 — кремний 98,0 %, востребован при выплавке силуминов и ферросилиция;
- Кр3 — минимальная чистота 97,0 %, применяется в качестве восстановителя в химических процессах.
Гранулометрический состав поставляемого материала — куски размером 5–100 мм, при этом допускается содержание мелочи фракции менее 5 мм не более 5 % от массы партии. Для потребителей, использующих кремний в шихте индукционных печей, стандарт предусматривает возможность поставки более мелких фракций по согласованию с изготовителем.
Физико-химические свойства
Кремний кристаллический характеризуется плотностью 2330 кг/м, температурой плавления 1414 C и температурой кипения 2355 C. Материал обладает полупроводниковыми свойствами, однако в техническом кремнии ГОСТ 2169-69 они не нормируются — продукт рассматривается как шихтовый материал для металлургических переделов. Теплопроводность кремния при 25 C составляет 149 Вт/(мК), удельное электрическое сопротивление — 6,4 10 Омм.
| Марка | Si, % | Fe, % | Al, % | Ca, % |
|---|---|---|---|---|
| Кр0 | 99,0 | 0,30 | 0,25 | 0,10 |
| Кр1 | 98,5 | 0,50 | 0,40 | 0,15 |
| Кр2 | 98,0 | 0,70 | 0,50 | 0,20 |
| Кр3 | 97,0 | 1,00 | 0,80 | 0,30 |
Промышленное применение
Основной объём потребления технического кремния ГОСТ 2169-69 приходится на металлургическое производство. В чёрной металлургии материал используется как раскислитель и легирующий компонент при выплавке конструкционных и нержавеющих сталей в дуговых сталеплавильных печах и ковшах. В цветной металлургии кремний вводится в состав алюминиевых сплавов (силуминов) для повышения жидкотекучести и износостойкости отливок, а также в медные сплавы для придания упругих свойств.
В химической промышленности кремний служит сырьём для синтеза кремнийорганических соединений — силанов и силоксанов, используемых при производстве герметиков, смазок и гидрофобизаторов. Часть объёмов направляется на изготовление ферросилиция в рудно-термических печах и на получение карбида кремния абразивного класса.
Условия поставки и хранения
Кремний ГОСТ 2169-69 отгружается в стальных барабанах, полипропиленовых мешках с полиэтиленовым вкладышем или в мягких контейнерах (биг-бэгах) грузоподъёмностью до 1000 кг. Материал не требует специальных условий хранения, однако для предотвращения окисления поверхности рекомендуется складирование в закрытых помещениях или под навесом. Срок хранения не ограничен при соблюдении условий, исключающих попадание влаги.
Вопросы и ответы
Какая фракция кремния по ГОСТ 2169-69 поставляется стандартно?
Стандартная поставка предусматривает куски размером 5–100 мм. Допускается содержание фракции менее 5 мм в количестве не более 5 % от массы партии. По согласованию с потребителем возможна поставка узких фракций, например 5–20 мм или 20–80 мм, для конкретных технологических процессов.
Чем отличается кремний Кр0 от Кр3?
Отличие заключается в содержании основного элемента и примесей. Кр0 содержит не менее 99,0 % кремния при ограничении железа до 0,30 %, а Кр3 — не менее 97,0 % кремния с допуском железа до 1,00 %. Выбор марки определяется требованиями к чистоте конечного продукта: для алюминиевых сплавов ответственного назначения применяют Кр0 и Кр1, для раскисления стали — Кр2 и Кр3.
Можно ли использовать кремний ГОСТ 2169-69 в производстве полупроводников?
Нет. Технический кремний по ГОСТ 2169-69 содержит примеси на уровне сотых долей процента, что недопустимо для полупроводниковой электроники. Для этих целей используется поликристаллический кремний особой чистоты (ОСЧ) с содержанием основного вещества 99,9999 % и выше.
В каких печах переплавляется кремний при введении в алюминиевые сплавы?
Кремний вводится в расплав алюминия в плавильных печах сопротивления, индукционных тигельных печах и газовых отражательных печах при температуре 720–780 C. Для ускорения растворения куски кремния рекомендуется подогревать до 200–300 C перед загрузкой в расплав.